NB-IOT导入评估测试方案
本文介绍了NB-IoT(窄带物联网)相关术语及测试方案。关键术语包括eDRX(扩展不连续接收)、PSM(省电模式)及T3324/T3412定时器。测试方案涵盖传导测试(频率误差、发射功率等)、功能测试(入网、PSM模式等)、组网测试(网络注册性能)、功耗测试(各模式电流)和稳定性测试(长时间运行)。测试需使用专用设备,通过串口连接模块,并关注运营商网络覆盖情况。测试方法包括横向(竞品对比)和纵向(
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术语与缩写 |
含义 |
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NBIOT |
窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT),NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,使用License频段,可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式,与现有网络共存。可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。 |
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eDRX |
扩展不连续接收(extended Discontinuous Recption),指模块在必要时间段打开接收机进入激活状态,定期地接收下行数据。 |
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PSM |
省电模式(Power Saving Mode),在该模式下,模块关闭射频,进入深度休眠。模块只能主动唤醒上报发送数据,PSM进入模块和基站协商。 |
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T3324 |
T3324定时器,该定时器超时后模块进入PSM模式(空闲状态进入PSM的时间)。定时器时间设置一般由运营商决定,电信固定2秒不能设置,移动可以设置。 |
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T3412 |
T3412定时器,进入PSM模式的睡眠时长,配置1小时,表示每隔1小时唤醒一次和运营商上报数据,其余时间保持PSM模式。配置范围1-310小时。浙江电信最小24小时唤醒一次 |
测试内容
1、传导测试
硬件传导测试,测试仪器采用专用设备测试。测试参数参考芯片手册和竞品相关参数。
2、功能测试
测试模块的入网功能,低功耗进入退出功能,最大收发数据包以及支持的调试指令(如AT指令等)等。
3、组网测试
测试主要验证模块对于不同运营商的入网测试性能,需要区别于功能测试中的入网功能。
4、功耗测试
测试模块的接收电流,发射电流,空闲电流,休眠电流,空闲电流等技术指标。
5、稳定性测试
模块连接运营商服务器后,长时间挂机,观察设备是否掉线,重启,功耗异常等问题。
测试系统连接示意图
用户通过串口和模块连接,输入测试指令和查看模块的状态。模块通过NBIOT无线方式连接到运用商基站(如电信,移动等),运营商云服务器对设备分配网络资源。用户的云服务器和运营商云服务器进行云云连接,获取模块相关信息和状态。在NBIOT模块评估阶段,一般情况下,在运营商服务器进行数据查询和获取即可。

模块导入评估测试主要包括传导测试,功能测试,组网测试,功耗测试,稳定性测试等5项测试。传导测试是其他所有测试的前提条件,必须满足传导测试的情况下,再进行其他的测试。模块入网等相关测试需要依赖运营商网络,所以在测试前需要确认运营商在本地的NBIOT网络的覆盖情况。模块一般情况下,可以支持多个运营商接入,但是不排除部分NBIOT模块是定制运营商的模块,所以测试前需要确认是否支持测试的运营商。
目前市场主要的运营商包括电信,移动,联通,相对而言电信覆盖更加全面。实际可根据不同地区确认支持的运营商。
传导测试
传导测试通常情况下由射频工程师完成测试,主要测试指标如下。评估的方法主要是2个方面。一个是横向比较,和现有的NOIOT模块指标进行对比,是否更好,或者是否存在缺陷。另一个是纵向比较,和自身的芯片参数进行对比,是否存在较大偏差等。具体测试可以根据实际的模块和厂家沟通测试方式。
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参数 |
参数说明 |
值 |
范围3GPP标准 |
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频偏 |
频率误差指的是 UE 的调制载波频率与接收到的基站频率之间的误差 |
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±0.2ppm (适用于小于1 GHz的载波) |
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发射功率 |
射频信号输出功率,功率越大传输距离越远 |
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23±dBm (class 3), |
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接收灵敏度 |
接收机在不超过一定误码率(PER<1%,Packet Error Rate)的情况下,能识别的最低信号强度 |
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≤-108.5dBm |
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最大接收输入信号 |
在PER<1%时,接收机所能接收的最大输入功率 |
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-25dBm |
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EVM矢量幅度误差 |
理想波形与调制的实际波形之差,用于综合衡量发射器的调制精度 |
QPSK or BPSK 17.5% 16QAM 12.5% |
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邻道抑制比 |
相邻信道的平均功率和当前信道的平均功率之比,用来衡量接收机滤波器的带外抑制性能(阻带特性) |

传导测试示意图如下。

功能测试
- 测试环境
任何需要评估的环境下,模块进行相关的测试。
- 测试内容
- 运营商入网测试,测试模块支持运营商的支持情况,全网通一般需求测试电信,移动,联通等。运营商定制版本模块测试对应的运营商入网情况。
- 省电模式测试(PSM),测试PSM进入和退出,是否可以符合要求;省电模式工作示意图如下。PSM模块进入后,不支持AT指令,需要外部唤醒才可以进行AT命令操作。

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- 定时器测试,包括T3324定时器,T3412定时器。T3324定时器指模块从空闲状态进入PSM模式的时间,设置时间一般由运营商决定(如电信固定2秒,移动可自行设置)。T3412定时器指PSM睡眠长度,模块在入网完成后进入PSM模式,通过该定时器设置睡眠时间长度。如设置1小时,则1小时后模块自动唤醒和服务器寻呼数据,然后再次进入PSM。浙江电信T3412时间最小24小时,不同运营商时间不同。
- 最大数据包测试,测试和确认每次最大传输的报文长度,验证模块的传输性能。
- AT指令或者其他交互指令测试,不同模块支持的指令不同,但是一般都包括入网,离网,恢复出厂设置,PSM进入,定时器设置等功能。
组网测试
- 测试环境
任何需要评估的环境下,模块进行相关的测试。
- 测试方法
- 选择至少3个待测试模块(有竞品模块,需要增加竞品对比测试),入网测试测试至少3次以上。每次入网前,必须清除上一次入网信息,重新扫描入网。
- 整个入网过程需要关注,模块注册网络情况,信号强度,完成时间,IP分配情况。
- 设备入网完成后,可以采用TCP或者UDP等方式和云平台发送测试数据。具体测试方式,不同平台有所区别。关注是否可以收发数据,丢包率,延时等参数。
- 对比参考,待测模块和竞品模块的对比测试,不同运营商的对比测试,不同测试点的对比测试。
功耗测试
- 测试环境
模块可以正常连接服务器的位置,保证测试点信号无干扰且相对稳定。
- 测试方法
- 将低功耗测试仪器串接到模块电源输入端(测试模块需要硬件支持)。
- 记录空闲电流(idle),休眠电流(PSM),eDRX模式电流,接收电流,发送电流,唤醒一次平均电流。
- 平均电流测试,需要模块相关设置的值,以及唤醒周期等参数,否则没有参考意义。
- 对比参考,待测模块和竞品模块对比测试,不同运营商对比测试(定时器设置依赖运营商,对模块整个功耗有较大影响)。
测试示意图。低功耗测试仪提供模块3.3V电源,串口连接PC,PC上运行功率测试软件。测试模块的串口连接PC,串口打印对应的模块状态。

稳定性测试
- 测试环境
模块可以正常连接服务器的位置,保证测试点信号无干扰且相对稳定。
- 测试方法
- 测试模块至少3块以上,测试过程必须连接串口线,通过串口分析响应的状态和过程,如重启或者状态异常等。
- 稳定性测试建议在完成功耗测试通过后,保存模块每个阶段的功耗都是正常。那么在稳定性测试阶段,只需要查看对应的日志即可确定设备状态及功耗情况。
- 测试主要关注掉线情况(离开运营商网络),设备重启情况,测试周期至少在5个工作日。
- 对比参考,待测模块和竞品对比参考,待测模块之间对比,观察一致性情况。
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